Не все лягушки умеют изящно прыгать: крошечная тыквенная жаба из рода Brachycephalus в Бразилии, известная ярко-оранжевым цветом и крайне токсичной кожей, является самой неуклюжей прыгуньей из всех – и ученые разгадали, в чем их проблема.
Этому посвящено целое исследование в журнале Science Advances.
Миниатюрные седлоносные жабы, или короткоголовы, при прыжке могут трагикомично кувыркаться и падать как угодно – на спину, на бок, на вытянутые ноги, “клевать” носом и так далее.
Благодаря изучению механизмов с помощью компьютерной томографии внутреннего уха 147 видов лягушек зоологи пришли к выводу, что такое “аварийное” приземление лягушек размерами 10 мм и меньше связано с их миниатюризацией в процессе эволюции.
Их вестибулярный аппарат, то есть структура внутреннего уха, настолько мала, что лягушки при прыжке тотчас же теряют равновесие и неуклюже плюхаются на землю. Более того, отмечают авторы исследования, Brachycephalus и ходят не очень хорошо: “Они как бы перемещаются на ходулях”.
Расположенные в перпендикулярных плоскостях три канальца брахицефаловых жаб – самые маленькие из известных у взрослых позвоночных. Жидкость (эндолимфа) внутри трубочек внутреннего уха перетекает туда-сюда, давя на сверхчувствительные клеточные волоски, и тем самым помогает позвоночным ориентироваться в пространстве, ощущая положение тела и включая нужные мышцы в нужном направлении и с достаточным усилием для правильной балансировки.
Но такой “гироскоп” у крошечной лягушки столь мал, что жидкость перетекает так гораздо труднее, что ведет к снижению чувствительности к изменению ориентации тела, считают авторы. Именно потому жабки, прыгнув, оставляют ноги в позе “в прыжке”, а не подтягивают их для успешного приземления.
Таким образом, по словам ученых, проблема Brachycephalus с координацией напрямую связана с гидродинамическим законом Пуазёйля, который связывает расход жидкости через сечение трубы с перепадом давления на концах ее при заданных вязкости жидкости и геометрических размерах трубки.
